[發(fā)明專利]一種可拉伸柔性電路的制備方法

有效

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• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112509989B
• 公開（公告）日: 2022-11-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王飛;郭琪;蘭紅波;張廣明;馬圣旺;楊建軍;朱曉陽;彭子龍;郭鵬飛
• 申請（專利權(quán)）人: 青島理工大學(xué)
• 主分類號: H01L23/14
• 分類號: H01L23/14;H01L23/18;H01L23/24;H01L21/56
• 代理公司: 鄭州意創(chuàng)知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 41138
• 代理人: 張江森

本發(fā)明公開了一種可拉伸柔性電路的制備方法，包括：步驟1：根據(jù)柔性電路電路圖，確定剛性電子元件所處的平面位置；然后在對應(yīng)的所述平面位置上打印顆粒增強(qiáng)型的基底，形成高剛性的區(qū)域；步驟2：待高剛性的區(qū)域打印完畢后，在其周圍打印可拉伸材料漿料，形成可拉伸基底，待所有基底打印結(jié)束后，加熱待其固化；步驟3：然后直接打印液態(tài)金屬作為連接電子元器件的導(dǎo)線，并放置剛性電子元件；步驟4：然后在其表面進(jìn)行封裝層的打印，固化后形成柔性電路；該方法簡單高效穩(wěn)定，所制備的柔性電路相比傳統(tǒng)可拉伸材料制備的電路，可拉伸性得到顯著提高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及柔性電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可拉伸柔性電路的制備方法。

背景技術(shù)

當(dāng)前，柔性技術(shù)被視為下一代智能硬件的主流交互形態(tài)之一，柔性電子產(chǎn)業(yè)也正以指數(shù)級的規(guī)模快速增長。柔性電子設(shè)備的快速發(fā)展引起了人們對許多應(yīng)用的極大興趣，如健康監(jiān)控設(shè)備、感覺皮膚和可植入設(shè)備。并且由于柔性電路可彎曲可以拉伸，可以很好的適應(yīng)人體皮膚與組織的拉伸與彎曲，因此柔性電路將在下一代的智能硬件的發(fā)展中扮演重要的角色。

傳統(tǒng)柔性可拉伸電路一般采用可拉伸材料作為基底，但作為實(shí)現(xiàn)電路功能的電子元器件是剛性體；當(dāng)剛性體的電子元器件嵌入柔性材料內(nèi)部形成柔性電路時，在其彎曲或受力拉伸時，會存在出變形特性不統(tǒng)一的問題，電子元器件并不伸長，但是柔性材料所構(gòu)成的基底在受力拉伸時容易伸長，會造成在拉伸方向上，可拉伸材料脫離剛性的電子元件，在電路內(nèi)部形成空洞，形成應(yīng)力集中，產(chǎn)生裂紋，造成柔性電子斷裂失效，降低了柔性電子的拉伸特性。另外，傳統(tǒng)柔性電路的導(dǎo)線制備工藝復(fù)雜。現(xiàn)有技術(shù)解決上述問題通常采用貼附應(yīng)力緩沖層，如發(fā)明專利“一種可拉伸柔性電子器件的制備方法及產(chǎn)品”(授權(quán)公告號CN105810598B)，提出在圖案化導(dǎo)電薄膜兩側(cè)面貼附上應(yīng)力緩沖層，再將導(dǎo)電薄膜加工成所需的圖案或者電路，再在具有應(yīng)力緩沖層的圖案化導(dǎo)電薄膜兩側(cè)封裝多層封裝基底，可改變多層封裝基底的粘度和楊氏模量，以梯度封裝的方式制備出可拉伸的柔性電子器件。有些學(xué)者利用機(jī)械切割的方法切割出所需要的圖案，再在圖案表面利用物理蒸鍍或者化學(xué)刻蝕的方法，覆上一層另外材料，用以實(shí)現(xiàn)應(yīng)力緩沖層來實(shí)現(xiàn)多種材料變形能力的協(xié)調(diào)。

現(xiàn)有的柔性電路的制備方法，需要多種材料來實(shí)現(xiàn)基底，制備工藝復(fù)雜，通常是通過粘附或者是直接放置剛性模塊來實(shí)現(xiàn)應(yīng)力緩沖，且導(dǎo)電線路一般是通過光刻、轉(zhuǎn)印或者是化學(xué)/物理鍍層的方式加工，普遍存在制備工藝繁多、復(fù)雜等問題。

因此亟需一種可以簡單高效制備穩(wěn)定可拉伸的柔性電路的方法。

本背景技術(shù)所公開的上述信息僅僅用于增加對本申請背景技術(shù)的理解，因此，其可能包括不構(gòu)成本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對背景技術(shù)中指出的問題，本發(fā)明提出一種可拉伸柔性電路的制備方法，該方法簡單高效穩(wěn)定，所制備的柔性電路相比傳統(tǒng)可拉伸材料制備的電路，可拉伸性得到顯著提高。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：

在本申請的一些實(shí)施例中，一種可拉伸柔性電路的制備方法，包括：步驟1：根據(jù)柔性電路電路圖，確定剛性電子元件所處的平面位置；然后在對應(yīng)的所述平面位置上打印顆粒增強(qiáng)型的基底，形成高剛性的區(qū)域；步驟2：待高剛性的區(qū)域打印完畢后，在其周圍打印可拉伸材料漿料，形成可拉伸基底，待所有基底打印結(jié)束后，加熱待其固化；步驟3：然后直接打印液態(tài)金屬作為連接電子元器件的導(dǎo)線，并放置剛性電子元件；步驟4：然后在其表面進(jìn)行封裝層的打印，固化后形成柔性電路。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述步驟1還包括首先在加熱底板上放置打印底板，設(shè)置加熱底板的溫度為較低固化溫度,為40-60℃。再根據(jù)柔性電路電路圖，確定剛性的電子元件所處的平面位置。

在本申請的一些實(shí)施例中，所述顆粒增強(qiáng)型的基底中以三氧化二鋁或碳化硅為增強(qiáng)顆粒，聚二甲基硅氧烷為基底材料。